有效提高組件的效率

怎樣才可使相同的重量多倍提高組件的效率？通過模擬和3維打印的組合可以明顯縮短優(yōu)化流程。復(fù)雜的和高成本的材料測試可以通過模擬代替，樣本可以快速并節(jié)省成本的借助創(chuàng)新的3維打印技術(shù)制造。

輪架因?yàn)橐惺茇?fù)載，所以很容易變形，此點(diǎn)會影響整個底盤的穩(wěn)定性。因此，該部件的穩(wěn)固性非常重要。此挑戰(zhàn)為優(yōu)化輪架，以便輪架在同樣的負(fù)載下更穩(wěn)固。以下我們將講解如何將輪架通過模擬和3維打印有效的優(yōu)化。為打造組件所需的精細(xì)模具由voxeljet的3維打印制造。借助3維打印的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和幾乎無限的模具塑型自由度可以達(dá)到更完美的功效特點(diǎn)。

拓?fù)鋬?yōu)化

首先，由一個策劃設(shè)計和優(yōu)化工具確定制造空間。然后，在模型上模擬最重要的載荷情況，例如極速剎車、極端過彎和過路障礙。在確認(rèn)可行的優(yōu)化后，工程師將獲得一個組件，該組件使用同樣的材料(鋁鑄件)，擁有一個全新的設(shè)計。此新設(shè)計的材料分布可以使組件的穩(wěn)固性加強(qiáng)3至5倍（根據(jù)負(fù)載量）。當(dāng)然，組件也可在更穩(wěn)固的情況下明顯的減輕重量。

壽命分析

組件的損耗是通過負(fù)載過程而造成的，而不是通過最高負(fù)載量。因此，我們測試了35小時的各種馬路情況的負(fù)載周期。此外，我們測試了各種角度對輪架的壓力。結(jié)合材料的特性，損耗的特點(diǎn)被預(yù)測。

模擬鑄造

模擬鑄造被采用了兩次-在設(shè)計流程的最初和最終。在最初階段它使設(shè)計師檢驗(yàn)組件設(shè)計的可行性，并可幫助分析容易損壞的領(lǐng)域并避免內(nèi)部的損壞，同時降低了設(shè)計和開發(fā)部門之間的迭代。在最終的設(shè)計階段的填充過程和固化過程再次進(jìn)行模擬。

VOXELJET的3維打印過程

之后，為模具的3維打印而被優(yōu)化的輪架被傳遞于voxeljet。voxeljet根據(jù)CAD數(shù)據(jù)生產(chǎn)塑料模型，為此使用了熔模鑄造。模型是由顆粒材料一層一層由粘合劑選擇性粘結(jié)而形成的，使用的塑料材料是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。使用此有機(jī)材料可降低殘余灰燼含量。模型不會擴(kuò)張，因此具備理想的燃燒性質(zhì)。此外，被打印的組件可以象傳統(tǒng)生產(chǎn)的部件一樣被使用。除了節(jié)省時間和成本以外，借助3維打印技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法達(dá)到的復(fù)雜幾何。

此上述的輪架的優(yōu)化是Altair, Click2Cast, HBM nCode和voxeljet共同合作的結(jié)果。之所以可以完全施展組件打造的自由，多虧了3維打印和模擬的設(shè)計。各種軟件被用于模擬的設(shè)計，基于Altairs OptiStructIns優(yōu)化解決方案的Ispire軟件用于拓?fù)鋬?yōu)化。部件的損耗可用Ncode Designlife軟件模擬化，并用Click2Cast軟件做澆鑄模擬。